[發明專利]樹脂齒輪及其制造方法

有效

• 申請號: 201310057181.7
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103291880A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 飯島學
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/06;B29C45/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 柳愛國

技術領域

本公開涉及通過注射模制形成的樹脂齒輪和所述樹脂齒輪的制造方法。

背景技術

樹脂齒輪用作多種機械產品中的動力傳輸部件，所述機械產品包括諸如復印機和打印機的辦公自動化裝置、諸如墨盒的耗材以及諸如數碼照相機和攝像機的小型精密儀器。常規地，作為動力傳輸部件的樹脂齒輪用作正齒輪和斜齒輪，并且根據樹脂齒輪的用途和目的設定精度標準，例如齒頂圓尺寸和接合誤差（JGMA?116-02）。近年來，期望機械產品具有高功能性和高品質，使得需要高品質樹脂齒輪。

作為用于評價這樣的樹脂齒輪的精度的方法，存在總對準誤差（JIS?B?1702和JIS?B?1752）測量。該測量檢測對應于節圓柱上的必要檢驗范圍內的齒面寬的理論曲線與實際齒線曲線之間的差異作為誤差量。總對準誤差與齒輪的齒支承面緊密相關。當總對準誤差大時，齒支承面集中于齒面寬端部并且可能降低傳動精度或導致噪聲。

總對準誤差的惡化在很大程度上是由于注射模制期間的收縮行為。作為影響收縮行為的因素，存在注射模制期間整個齒輪中的溫度變化。特別地，在具有輻板狀部分和輪緣狀部分的齒輪中，模制之后的溫度變化隨著被模制部件中的位置不同而不同。所以，樹脂齒輪的收縮量隨著被模制部件中的位置而變化。因此，可能導致總對準誤差的惡化。

為了解決該問題，在常規技術中，公開了通過限定樹脂齒輪的預定位置的厚度抑制縮痕和翹曲的現象來減小總對準誤差。

例如，日本專利特開第2004-138137號公開了一種用于通過從輪緣的齒面寬方向上的兩個端部朝著輪緣與輻板之間的連接部分逐漸減小輪緣的厚度來拉平沿著齒面寬方向的輪緣收縮量而減小總對準誤差的技術。

日本專利特開第9-166199號公開了這樣一種技術，其中在澆口放置在幅板上的齒輪中，幅板的厚度在澆口部分處最大并且幅板的厚度朝著與筋連接的連接部分逐漸變薄，從而抑制熱積聚對總對準誤差的影響。

使樹脂齒輪的總對準誤差惡化的因素之一是注射模制期間的收縮行為。特別地，使總對準誤差惡化的主要因素是隨著輪緣傾斜的收縮行為。

隨著輪緣傾斜的收縮行為是使許多樹脂齒輪的總對準誤差惡化的因素。隨著輪緣傾斜的收縮行為是這樣一種現象，其中總對準誤差由于輪緣傾斜（也就是，具有齒的輪緣的收縮）而惡化。通常，齒輪的齒形成被稱為漸開曲線的形狀。在具有這種曲線的齒中，通常，齒的根部最厚并且厚度朝著齒尖變薄。總對準誤差是沿軸向連續測量基準圓（理論齒節圓）與具有漸開曲線的齒的外部形狀之間的交叉位置的結果。所以，如果輪緣變形，則測量點在軸向上變化。因此，出現總對準誤差惡化的問題。

通常，注模具有樹脂流動路徑，例如在固定側模具中的主澆道、流道和副澆道。近年來，熱流道系統常常形成于固定側模具中以便有效地使用樹脂材料。這樣，許多模具有熱源，例如固定側模具中的樹脂路徑。所以，固定側模具的溫度往往較高。固定側模具和活動側模具之間的溫度差異是導致固定側模具和活動側模具之間的被模制部件的收縮差異的因素。因此，出現輪緣傾斜的問題。

圖8A和8B顯示樹脂齒輪的例子。附圖標記111表示形成圓柱形的輪緣，附圖標記112表示形成于輪緣的外周表面上的齒，并且附圖標記113表示輻板，所述輻板沿軸向結合到輪緣的中心內周表面并且以圓盤狀朝著齒輪的中心115延伸。附圖標記116表示當形成樹脂齒輪時用于注射樹脂的澆口的位置并且表示從輻板上方注射樹脂的情況。在圖8A中，虛線119顯示具有齒112的輪緣111變形并且向內傾斜的狀態。在輪緣端部部分122處的齒頂圓的變形量由r指示。通常，澆口116布置在固定側模具上。樹脂從澆口116注射到腔中。當模制齒輪時，具有澆口的固定側模具的溫度高，使得在具有澆口的一側（在固定側模具側）上的輪緣收縮增加并且輪緣向內傾斜。圖8B是顯示從圖8A中的VIIIB方向看到的在輪緣端部部分123處的齒的位置120和在另一輪緣端部部分122處的齒的位置121。圖8B顯示齒頂圓的變形量為r1的狀態。當輪緣以這樣的方式變形并且傾斜時，可知基準圓（理論齒節圓）和齒的外部形狀之間的交叉位置變化（變化量為u）。無論樹脂齒輪是斜齒輪還是正齒輪，當具有齒的輪緣的傾斜量r（r1）增加時，變化量u增加。

前述日本專利特開第2004-138137號公開了一種通過從輪緣的齒面寬方向上的兩個端部朝著輪緣與輻板之間的連接部分逐漸減小輪緣的厚度來減小輪緣的收縮差異的技術。然而，專利特開第2004-138137號僅僅考慮輻板沿齒面寬方向連接到輪緣的近似中心位置的齒輪，從而不可能消除固定側模具和活動側模具之間的溫度差異的影響。